Introducción
La geología estructural es la rama de la geología que estudia la geometría, distribución y formación de las estructuras geológicas (Fossen, 2010).
El término estructura geológica hace referencia a la configuración geométrica de las rocas y la geología estructural se ocupa de estudiar dicha configuración cuando las rocas han sufrido alguna deformación (Fossen, 2010). Lo anterior implica que existen dos tipos de estructuras geológicas: primarias y secundarias.
Las estructuras geológicas primarias son aquellas que se crean durante la formación de la roca.
Dentro de estas se encuentran: estratificación, foliación diagenética, bandeamiento de flujo, estructura eutaxítica, etc.
Las estructuras geológicas secundarias son aquellas que se crean durante un proceso de deformación que sufre la roca después de haberse formado.
Como ejemplo de estructuras geológicas secundarias pueden nombrarse: foliación metamórfica, pliegues, clivaje asociado al plegamiento, diaclasas y fallas, como las principales.
Dijimos anteriormente que la geología estructural se encarga de estudiar la geometría, distribución y formación de las estructuras geológicas (Fossen, 2010). Vamos a analizar cada uno de estos aspectos.
Estudiar la geometría de las estructuras geológicas implica identificar la forma que éstas tienen.
Estudiar geométricamente una estructura implica identificar, medir y describir su geometría de forma tal que, tanto la persona que toma los datos, como quien lee los datos tomados por otra persona, puedan imaginarse prácticamente lo mismo.
Esta información posteriormente será útil para la elaboración de modelos geológicos y el respectivo informe que acompaña los modelos.
Estudiar la distribución de las estructuras geológicas significa entender cómo la geometría de dichas estructuras se ubica espacialmente dentro del contexto geológico en el cual se encuentran.
Para tal fin el geólogo en el campo emplea herramientas tales como el mapa topográfico y/o el GPS para conocer la localización del sitio, un martillo geológico y una lupa con el fin de identificar las rocas aflorantes, una brújula para orientarse y para orientar las estructuras geológicas y herramientas tales como cinta métrica o flexómetro para conocer las dimensiones del afloramiento, de las unidades geológicas y de las estructuras geológicas.
Posteriormente, el geólogo plasmará la información colectada en su informe de campo pero, lo hará principalmente en un mapa denominado mapa geológico (si plasma toda la información geológica: unidades litológicas, estructuras geológicas, datos estructurales, etc.) o mapa estructural (cuando se hace énfasis en las estructuras geológicas). Con base en este mapa y, dependiendo de la información colectada, el geólogo estará en capacidad de ampliar su análisis por medio de la elaboración de perfiles geológicos o estructurales con el fin de intentar entender la geometría de las unidades geológicas y de las estructuras en profundidad.
Estudiar la formación de las estructuras geológicas implica entender desde la teoría, en principio, los mecanismos y procesos geológicos que pueden generar una estructura geológica particular.
El principio fundamental para comenzar cualquier trabajo consiste en entender bien los fundamentos teóricos. Si se sabe identificar con claridad las estructuras primarias, se sabrá si una estructura observada es secundaria o no. Igualmente, si se identifica el tipo de estructura secundaria encontrado, podrá entonces analizarse su geometría, configuración geométrica, distribución espacial, proceso de formación y, adicionalmente, podrán buscarse otras estructuras geológicas que posiblemente se encuentren asociadas a la estructura observada.
1. Método de trabajo en la geología estructural
El trabajo en geología estructural, así como en cualquier rama del conocimiento, requiere de una metodología que permita obtener los resultados deseados. En este ítem se mencionarán cuatro de los pasos más importantes de la metodología de trabajo en geología estructural.
1.1. Entender cómo se deforman las rocas
El principio fundamental para comenzar cualquier trabajo consiste en conocer y entender los fundamentos teóricos. Si se sabe identificar con claridad las estructuras primarias, se sabrá si una estructura observada es secundaria o no. Igualmente, si se identifica el tipo de estructura secundaria encontrado, podrá entonces analizarse su geometría, configuración geométrica, distribución espacial, proceso de formación y, adicionalmente, podrán buscarse otras estructuras geológicas que posiblemente se encuentren asociadas a la estructura observada.
1.2. Describir y colectar medidas de la geometría actual de las rocas.
Una vez identificadas las estructuras primarias y secundarias se debe realizar una descripción detallada de cada una de ellas. Esta descripción debe incluir el tipo (o tipos) de roca presentes, el tipo de estructura, el tipo de deformación observada en las estructuras secundarias (continua, discontinua, homogénea, heterogénea), la respuesta de las rocas ante los esfuerzos (comportamiento frágil, dúctil o frágil-dúctil), el área que ocupa la deformación y la descripción geométrica de cada estructura, incluyendo los datos estructurales tomados con la brújula.
1.3. Interpretar la configuración y la distribución de las estructuras geológicas.
La información colectada en el paso anterior debe ser plasmada en un mapa geológico para así entender la configuración geométrica y la distribución espacial de las estructuras geológicas. Dicha distribución debe analizarse dentro del contexto geológico local y/o regional y, preferiblemente, deben realizarse perfiles geológicos (o modelos tridimensionales) con el fin de poder inferir y entender la distribución de las estructuras en profundidad.
1.4. Entender la historia de deformación de las rocas observadas.
Con base en los procesos anteriores es posible llegar a una (o varias) hipótesis sobre la historia de deformación de las rocas observadas, en la que se incluyan los factores cinemáticos, los factores dinámicos, el tiempo y la evolución de la deformación.
2. Modelos conceptuales en geología estructural
Los modelos conceptuales en geología estructural se emplean con la finalidad de entender el proceso de deformación de las rocas. Estos modelos son de tres tipos: geométricos, cinemáticos y dinámicos.
2.1. Modelos geométricos
2.2. Modelos cinemáticos
2.3. Modelos dinámicos
Los modelos geométricos son aquellos que permiten entender la geometría de las estructuras y su distribución espacial con respecto al contexto geológico en el que se encuentran.
Los modelos cinemáticos son aquellos que nos permiten entender los movimientos sufridos por las rocas durante la deformación.
Los modelos dinámicos son aquellos que representan el sistema de esfuerzos que produjo una deformación en particular. Generalmente se indica la dirección de los esfuerzos principales máximo y mínimo (σ1 y σ3) ya que se sabe que el esfuerzo principal medio (σ2) es ortogonal a los anteriores.
3. Dimensiones del trabajo geológico
Durante el desarrollo del trabajo geológico se emplean seis dimensiones:
Puntual – Lineal – Planar – Tridimensional – Tiempo – Económica
3.1. Puntual
La dimensión puntual (adimensional) es aquella que puede ser representada en el mapa, perfil o modelo geológico como un punto; esto es: coordenadas de un afloramiento o de un sitio en particular (localización de una perforación, por ejemplo) y muestras (de suelo, de roca o de sedimentos).
3.2. Lineal (1D)
La dimensión lineal (1D) es representada en el mapa, perfil o modelo geológico como una línea. Las líneas comúnmente dibujadas en geología estructural corresponden a: perforaciones, túneles (a menos que la escala permita dibujarlos como un área), trazas de planos geológicos (fallas, vetas, diques, planos axiales, lineamientos fotogeológicos), contactos litológicos, datos estructurales de planos geológicos (primarios y secundarios), indicadores de movimiento (indicadores cinemáticos), dirección de esfuerzos principales (indicadores dinámicos), etc.
3.3. Planar (2D)
La dimensión planar (2D) puede ser representada en el mapa, perfil o modelo geológico como una superficie o plano. Los planos dibujados usualmente contienen estructuras geológicas (fallas, diaclasas, pliegues, etc.) dibujadas como superficies o planos en perfiles o mapas geológicos.
3.4. Tridimensional (3D)
La tercera dimensión está representada por los modelos o diagramas de bloque que nos permiten visualizar la geometría en 3D de la litología, estructuras e interpretaciones cinemáticas y dinámicas de un área determinada.
3.5. Tiempo
El tiempo, conocido como la cuarta dimensión, puede asumirse de dos maneras durante el desarrollo de un trabajo geológico:
a. La interpretación de la evolución geológica a través del tiempo en donde se muestran, por medio de mapas, perfiles o diagramas de bloque, los estados de deformación por los que ha pasado un área en particular.
b. El tiempo que se tiene para estudiar un área en particular. Es común que en el desarrollo de cualquier proyecto (investigativo o industrial) se disponga de un tiempo determinado para la ejecución de una actividad, por lo tanto, el nivel de detalle que se pueda dar al análisis estructural será función de este tiempo y de los objetivos planteados.
3.6. Económica
La parte económica, si bien no ha jugado ningún papel en la evolución geológica, es importante porque es quien limita los alcances investigativos sobre un área particular. El tiempo de ejecución de un proyecto dependerá del presupuesto del mismo y dicho presupuesto será quien defina el nivel de detalle del estudio (posibilidad de realizar muestreos, perforaciones, dataciones, secciones delgadas de roca, cantidad de visitas a campo y tiempo de las visitas, etc.).
Aquí puedes ver el video explicativo de este tema:
